マルチシンクモニター

多重同期（マルチシンク）モニターは、マルチスキャンモニターまたはマルチモードモニターとも呼ばれ、複数の水平および垂直走査周波数に適切に同期できるラスタースキャン方式のアナログビデオモニターです。[ 1 ] [ 2 ]一方、固定周波数モニターは特定の走査周波数にのみ同期できます。一般的にはコンピューターディスプレイに使用されますが、テレビにも使用されることがあります。この用語は主にCRTディスプレイに適用されますが、概念は他の技術にも適用されます。

マルチスキャンコンピュータモニターは1980年代半ばに登場し、コンピュータビデオハードウェアが単一の固定スキャンレートから複数のスキャンレートを生成するようになったため、柔軟性を提供しました。[ 3 ] 「MultiSync」はNECの最初のマルチシンクモニターの商標でした。 [ 4 ]

コンピューター

歴史

初期の家庭用コンピュータは、 NTSC、PAL、SECAMといったテレビ表示規格を利用して、一般的なテレビやコンポジットモニターにビデオを出力していました。これらの表示規格はスキャンレートが固定されており、ビデオ信号に埋め込まれた垂直同期パルスと水平同期パルスは同期を確保するためにのみ使用されており、実際のスキャンレートを設定するものではありませんでした。

初期の専用コンピュータモニターは、依然として固定スキャンレートに依存していることが多かった。例えば、 IBMの1981年型PCは、 MDAとCGAという2種類のビデオカードが用意されており、これらは依然として固定スキャンレートを採用していたカスタムIBMモニターでの使用を想定していた。CGAのタイミングはNTSCテレビと同じであったが、MDAカードは高解像度でより高品質なテキストを提供するためにカスタムタイミングを採用していた。初期のMacintoshモニターも固定スキャンレートを採用していた。

1984年、IBMのEGAは2つ目の解像度を追加したため、オリジナルのCGAレートと新しいビデオモード用の2つ目のスキャンレートの2つのスキャンレートをサポートするモニターが必要になりました。[ 5 ]このモニターと、これら2つの同期レートを手動で切り替えることができる他のモニターは、デュアルスキャンディスプレイとして知られていました。[ 6 ]

NECマルチシンクは1985年にIBM PC用にリリースされ、CGA、EGA、サードパーティベンダーによって販売されているこれらの規格のさまざまな拡張形式、およびまだリリースされていない規格を含む幅広い同期周波数をサポートしていました。[ 4 ]

IBMの1987年のVGA規格は、3つの固定スキャンレートに拡張されました。この時点で、複数のグラフィックカードを搭載したPCやMacのユーザーは、それぞれに異なるモニターを必要としていました[ 6 ]。そして1980年代後半には、以下のすべてのコンピュータビデオ規格で、特定の周波数帯をサポートするモニターが必要になりました。

  1. PAL、NTSC、CGA : 水平スキャン約15.7kHz、垂直スキャン50または60Hz
  2. EGA : 15.7 kHz (CGA互換モード) または 21.8 kHz 水平スキャン、60 Hz 垂直スキャン
  3. VGA：水平走査周波数31.5kHz、垂直走査周波数60Hzまたは70Hz。CGA/EGAタイミングはサポートされていません。CGA/EGA解像度はVGA互換タイミングでモニターに送信されます。
  4. XGA : 35.5 kHz 水平スキャン、87 Hz (43.5 Hz インターレース) 垂直スキャン (VGA モードも含む)
  5. Macintosh、Sun、NeXT、その他のマイクロコンピュータ向けのさまざまな表示形式

1987 年のVGA の後、IBM 市場ではさまざまなスキャン レートを使用するスーパー VGAカードの開発が始まり、最終的には 1 枚のカードからさまざまな解像度を出力するための標準化された方法を確立したVBEが完成し、最終的にはグラフィックス カードが任意の解像度を出力できるようにする一般化タイミング方式になりました。

1990年代後半には、マイクロコンピュータ用のグラフィックカードは、1024x768（60Hz）から1600x1200（85Hz）まで、幅広いスペックで利用可能になりました。[ 7 ]これらの高解像度と周波数に加えて、IBM PCなどのシステムでは、システム起動時にディスプレイは標準的な低解像度（例えばPC標準の720x400（70Hz））で動作します。両方の解像度を表示できるモニターは、少なくとも31kHzから68kHzの範囲で水平走査できる必要がありました。

これに応えてVESAは、ハードウェアメーカー向けにディスプレイ解像度、リフレッシュレート、および付随するタイミングの標準化されたリストを確立しました。[ 8 ]これは、同期パルスから任意のディスプレイモードのタイミングを導き出す標準的な方法を提供するVESAの一般化タイミング式に置き換えられました。 [ 9 ]そして、これはさらにVESAのコーディネートされたビデオタイミング標準に置き換えられました。

実装

CGA、EGA、VGA、あるいはMacintosh内蔵グラフィックカードなど、特定の周波数帯を持つ少数のシステム向けに設計された初期のマルチシンクモニターは、限られた固定周波数しかサポートしていませんでした。IBM PCでは、これらの信号は、ビデオアダプタから送信されるH同期信号とV同期信号の一方または両方の極性を介して、グラフィックスカードからモニターに伝達されていました。[ 5 ]

その後の設計では、NECマルチシンクのように、15kHzから31kHzまでの水平走査周波数をサポートする連続的な走査周波数範囲をサポートするようになりました。 [ 4 ]この周波数は、同期信号の極性ではなく、同期信号のタイミングから導き出されます。[ 10 ]このようなディスプレイは、周波数が範囲内であれば、複数のプラットフォームやビデオカードで使用できます。

VESA周波数規格に基づいて製造された現代のモニターは、一般的に、特定の最小および最大の水平および垂直周波数の間の任意のスキャンレートをサポートします。現代のマルチスキャンコンピューターモニターのほとんどは、最小水平スキャン周波数が31kHzです。[ 11 ]

マルチシンクモニターと固定シンクモニターの両方において、タイミングは画像の歪みやコンポーネントの損傷を防ぐために重要です。[ 12 ]最近のマルチスキャンモニターのほとんどはマイクロプロセッサ制御されており[ 13 ]、サポートされていないスキャンレートへの同期を試みることを拒否するため、通常は損傷から保護されます。

CRT以外のモニター

マルチシンクの概念は、 LCDなどの CRT 以外のモニターにも適用されますが、実装方法は異なります。

LCDモニターは固定ピクセルディスプレイであり、画面に表示される行数と列数はパネルの構造によって一定に設定されます。入力信号の解像度がディスプレイのピクセル数と一致しない場合でも、LCDコントローラーは同じ数の画像要素を表示する必要があります。

これは、必要に応じて画像を拡大または縮小して、LCD画像要素と元の画像のピクセルが1:1の関係を持たない画像を作成すること、または画像をモニターの中央に拡大せずに表示し、すべての周囲のスペースを黒いピクセルで埋めることによって実現されます。スタンドアロンのLCDモニターは一般的に広い範囲の水平走査周波数に対応しますが、ほとんどのLCDは60 Hzから75 Hzの垂直走査周波数しか対応していません。近年、ゲーム用に設計されたLCDモニターは、120 Hz以上の垂直走査周波数で市場に登場しています。[ 14 ]これらのモニターは通常、特定の最大リフレッシュレートで呼ばれます。

テレビ

CRT テレビは通常、販売されている国のビデオ規格 ( PAL、NTSC、SECAM ) でのみ動作するように設計されていますが、一部のテレビ、特に放送用モニターは複数の規格で動作できます。

参考文献

  1. ^ 「13 固定周波数モニターとマルチ同期モニターの違いは何ですか？」。070808 stason.org
  2. ^ 「規格に関するFAQ」。VESA - ディスプレイ業界向けインターフェース規格。2020年8月16日閲覧。マルチモードモニターは、入力同期信号周波数を測定し、動作範囲内の任意の周波数に同期することができます。
  3. ^ 「MultiSync 25周年 – MultiSyncの進化」 NECディスプレイソリューションズ株式会社2021年11月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  4. ^ a b c InfoWorld . InfoWorld Media Group, Inc. 1986年10月27日.
  5. ^ a b IBM 拡張カラーディスプレイマニュアル(PDF) p. 1.
  6. ^ a b InfoWorld . InfoWorld Media Group, Inc. 1988年8月22日.
  7. ^ InfoWorld . InfoWorld Media Group, Inc. 1997年12月15日.
  8. ^ PC Mag . Ziff Davis, Inc. 1993年7月。
  9. ^ 「規格に関するFAQ」。VESA - ディスプレイ業界向けインターフェース規格。2020年8月16日閲覧。Q : GTFは、モニターが任意のタイミングフォーマットに自動的に設定するのにどのように役立ちますか？/A: GTFは、あらゆる動作周波数における同期信号とビデオ信号の関係を定義します。ディスプレイは入力される同期周波数を測定できるため、その動作ポイントが事前に設定されていない場合でも、画像の開始位置と終了位置を予測できます。
  10. ^ 「PC Mag 1987-03-31 : 無料ダウンロード、借用、ストリーミング」インターネットアーカイブ。1987年3月31日。 2020年8月16日閲覧。
  11. ^ 「コンバーター | RetroRGB」 . 2020年8月16日閲覧。
  12. ^ 「規格に関するFAQ」。VESA - ディスプレイ業界向けインターフェース規格。2020年8月16日閲覧。ディスプレイの同期信号は、CRTディスプレイの品質、性能、さらには信頼性に劇的な影響を与えます。タイミングパラメータのわずかな違いでも、画像の位置やサイズに大きな影響を与え、ユーザーに問題を引き起こす可能性があります。ブランキングタイムの差は、過剰な電力消費や走査回路の電気的ストレスにつながる可能性があり、極端な場合には、不完全な画像や歪んだ画像が表示されることもあります。
  13. ^ 「規格に関するFAQ」。VESA - ディスプレイ業界向けインターフェース規格。2020年8月16日閲覧。モードを識別するために、現在のマルチ周波数モニターのほとんどは、同期を測定するためのシンプルなマイクロコントローラーを使用しています。
  14. ^ 「120Hz モニターのリスト - 144Hz、240Hz の Blur Busters を含む」。
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